Aulas de águas subterrâneas, material baseado em vários autores.

1. Aula 6 – Ameaças as Águas Subterrâneas e a
Vulnerabilidade de Aqüíferos

2. Propriedades das Águas
Subterrâneas
Com a crescente degradação da qualidade das águas
superficiais, as águas subterrâneas tendem a assumir
uma posição de maior importância. Devido às suas
características e propriedades podem exercer
diferentes funções

3. Principais Funções dos Aqüíferos
Produção: Fornecem água em quantidade e qualidade adequadas para os
usos múltiplos
Estocagem e regularização: Armazenam água em períodos de chuva
e cedem em épocas de estiagem para rios e lagos
Filtragem: Atuam como filtros naturais, minimizando os custos de
tratamento para consumo

4. Principais Funções dos Aqüíferos
Transporte: Conduzem água de uma área de recarga (onde a água
infiltra) para as áreas de bombeamento, onde estão situados os poços
Estratégica: Protegem a água armazenada tanto da evaporação,
como das conseqüências das guerras e sabotagens
Energética: Permitem a utilização da água subterrânea aquecida
pelo gradiente geotermal, como fonte de energia elétrica ou termal
Ambiental: Fornecem água para a manutenção dos
ecossistemas e da biodiversidade

5. Principais Funções dos Aqüíferos
Além disso, estas características e propriedades conferem às
águas subterrâneas diversas vantagens entre elas:
• Qualidade – As águas subterrâneas possuem elevado
padrão de qualidade físico-química e bacteriológica. Por
serem naturalmente protegidas (mas não imunes) dos
agentes de poluição e contaminação, essas águas
dispensam, na maioria dos casos, tratamento físicoquímico.
• Quantidade – Os volumes são superiores aos das águas
superficiais. Sua vazão (quantidade de água/tempo) é
menos afetada por períodos de estiagem prolongada e não
apresenta perdas por evaporação, como nos reservatórios
de superfície

6. Principais Funções dos Aqüíferos
• Distribuição – As águas subterrâneas ocupam áreas muito
maiores do que a calha de um rio ou lagoa, o que permite a
perfuração de poços nos locais onde as demandas ocorrem.
Nesse sentido, as águas subterrâneas facilitam a
distribuição setorizada, visto que a distância dos poços até
o reservatório ou caixa de água é, em geral, de pequena
extensão.
• Usos – Além dos diversos usos das águas subterrâneas (por
exemplo, abastecimento, indústria, agricultura, entre
outros), aquelas que apresentam temperaturas elevadas
também podem ser exploradas economicamente em
atividades relacionadas com o turismo termal (estâncias
termais) e na indústria.

7. Principais Funções dos Aqüíferos
• Custos – O valor de perfuração dos poços, assim como os prazos
de execução, são geralmente inferiores aos necessários para as
obras de captação e transporte de águas de superfície. Outro
fator a ser destacado é a facilidade da perfuração de poços que
permite planejar a implantação gradual do sistema de
abastecimento à medida que cresce a demanda, e os custos de
manutenção e operação são mais baixos. Além disso, não há
custo de armazenamento primário, como nas barragens e açudes,
e não requer a desapropriação de grandes áreas.
• Meio ambiente – Os impactos ambientais relacionados com as
instalações para o aproveitamento das águas subterrâneas são
consideravelmente pequenos, quando instalados e operados
adequadamente, ficando restritos a área de captação (poço
tubular). Para efeito de comparação citamos os impactos
causados pelas barragens, que envolvem grandes áreas e alteram
o equilíbrio dos ecossistemas.

8. Principais Funções dos Aqüíferos
Por outro lado, devido as suas peculiaridades as águas subterrâneas
exigem certos cuidados:
• A renovação (recarga) das águas retiradas dos aqüíferos nem
sempre ocorre na mesma velocidade da extração, o que pode
provocar a superexplotação ou sua exaustão. Nesse sentido, a
exploração das águas subterrâneas exige um monitoramento
constante dos volumes extraídos.
• Por estarem “escondidas” no subsolo, as águas subterrâneas
são mais difíceis de serem avaliadas, exigindo metodologias
complexas.
• A baixa circulação da água nas fraturas (aqüíferos fissurais),
principalmente em áreas com índice elevado de evaporação,
pode provocar a salinização (aumento do teor de sal) do aqüífero.

9. Principais Funções dos Aqüíferos
• A exploração dos aqüíferos de forma inadequada,
principalmente em áreas carbonáticas, pode causar
subsidência (afundamentos) de terrenos como, por
exemplo, o que ocorre na região de Sete Lagoas (MG).
• No caso de poluição ou contaminação os custos e a
complexidade técnica de remediação (processo de
despoluição e minimização dos impactos negativos) e
recuperação podem ser extremamente elevados,
demandado longos períodos.
Além disso, a falta de monitoramento, conhecimento e
pessoal técnico especializado em águas subterrâneas são
desafios a serem superados na gestão integrada e sistêmica
de recursos hídricos.

10. Fundamentos para a Proteção
da Água Subterrânea
As estratégias de proteção da água subterrânea (bem
como a avaliação de perigo que constitui o seu prérequisito) devem ser promovidas pelo órgão de
regulamentação ambiental ou de recursos hídricos (ou
pela agência, departamento ou secretaria federal,
estadual ou municipal encarregada de exercer essa
função).

11. Cabe ao Departamento de Águas e Energia Elétrica - DAEE, a
administração das águas subterrâneas do Estado de São
Paulo, nos campos de pesquisas, captação, fiscalização,
extração e acompanhamento de sua interação com águas
superficiais e com o ciclo hidrológico; cabe à Companhia de
Tecnologia e Saneamento Ambiental – CETESB prevenir e
controlar a poluição das águas subterrâneas, para o que
manterá os serviços indispensáveis; cabe à Secretaria da
Saúde a fiscalização das águas subterrâneas destinadas a
consumo humano, quanto ao atendimento aos padrões de
potabilidade; e cabe ao Instituto Geológico a execução de
pesquisa e estudos geológicos e hidrogeológicos
Decreto 32.955 de 07.02.1991

12. Fundamentos para a Proteção
da Água Subterrânea
A avaliação dos perigos de contaminação do aqüífero é
necessária para definir, de forma mais clara, as ações
requeridas para proteger a qualidade da água
subterrânea. Espera-se que as autoridades municipais
e órgãos de regulamentação tomem ações preventivas,
para evitar contaminação futura, e ações corretivas,
para controlar a ameaça de contaminação representada
por atividades passadas e presentes, estabelecendo
prioridades realistas e uma implementação eficiente.

13. Por que a água subterrânea
merece proteção?
Quais são as causas mais
comuns da deterioração da
qualidade
da
água
subterrânea?

14. Causas mais comuns da deterioração da
qualidade da água subterrânea
TIPO DE PROBLEMA
CAUSA SUBJACENTE
CONTAMINANTES PRINCIPAIS
CONTAMINAÇÃO DO
AQÜÍFERO
proteção
inadequada
de
aqüíferos
vulneráveis contra emissões e lixiviados
provenientes
de
atividades
urbanas/industriais e intensificação do
cultivo agrícola
microorganismos patógenos, nitrato ou
amônio, cloreto, sulfato, boro, arsênico,
metais pesados, carbono orgânico
dissolvido, hidrocarbonetos aromáticos e
halogenados, certos pesticidas
CONTAMINAÇÃO NO
PRÓPRIO POÇO OU
CAPTAÇÃO
poço ou captação cuja construção/projeto
inadequado permite o ingresso direto de
água superficial ou água subterrânea rasa
poluída
principalmente
patógenos
INTRUSÃO SALINA
água subterrânea salina (e às vezes poluída)
que, por excesso de extração, é induzida a
fluir para o aqüífero de água doce
principalmente cloreto de sódio, mas
pode incluir também contaminantes
persistentes produzidos antropicamente
CONTAMINAÇÃO
NATURAL
relacionada com a evolução química da água
subterrânea e a dissolução de minerais
(pode ser agravada pela poluição ocasionada
pela atividade humana e/ou extração
excessiva)
principalmente fluoreto e ferro solúvel,
às vezes sulfato de magnésio, arsênico,
manganês, selênio, cromo e outras
espécies Inorgânicas
microorganismos

15. Exemplos de fontes potencias
de poluição

16. Como os aqüíferos se tornam
contaminados?
A maior parte da água subterrânea se origina a partir do
excesso de chuva que se infiltra (diretamente ou
indiretamente) na superfície do solo. Como conseqüência,
as atividades que se desenvolvem na superfície podem
ameaçar a qualidade da água subterrânea. A poluição dos
aqüíferos ocorre nos pontos em que a carga contaminante
gerada no subsolo por emissões e lixiviados produzidos
pela atividade humana (provenientes de atividades
urbanas, industriais, agrícolas e de mineração) é
inadequadamente controlada e, em certos componentes,
excede a capacidade de atenuação natural dos solos e das
camadas de cobertura.

17. Como os aqüíferos se tornam
contaminados?
Os perfis naturais de subsolo atenuam ativamente
muitos poluentes da água e há muito têm sido
considerados potencialmente eficazes para o despejo
seguro dos excrementos humanos e das águas residuais
domésticas. A auto-eliminação dos contaminantes
durante o transporte subsuperficial na zona vadosa
(não saturada) é resultado da degradação bioquímica e
de reações químicas, mas os processos de
retardamento dos contaminantes, são também
importantes, visto que aumentam o tempo disponível
para que as reações de degradação ocorram, resultando
na eliminação dos contaminantes.

18. Como os aqüíferos se tornam
contaminados?
Os aqüíferos serão particularmente vulneráveis à
poluição nos lugares onde há, por exemplo, rochas
consolidadas muito fissuradas. O grau de atenuação
varia muito de acordo com os tipos de contaminantes e
processos associados a um dado ambiente
hidrogeoquímico.

19. Como os aqüíferos se tornam
contaminados?
A preocupação com a contaminação da água subterrânea
se concentra principalmente nos aqüíferos freáticos ou
não confinados, especialmente nas áreas em que a
zona vadosa é pouco espessa e o lençol freático é raso.
Entretanto, há riscos significativos de poluição em
pontos em que o aqüífero é semiconfinado.

20. Contaminantes comuns da água
subterrânea e fontes de poluição
ORIGEM DA POLUIÇÃO
TIPO DE CONTAMINANTE
Atividade agrícola
nitrato; amônio; pesticidas; organismos
fecais
Garagens e postos de serviço
hidrocarbonetos
aromáticos
halogenados; benzeno; fenóis
Disposição
sólidos
de
e
resíduos amônio; salinidade; hidrocarbonetos
halogenados; metais pesados
Despejo de lodo do esgoto
nitrato
amônio;
hidrocarbonetos
halogenados; chumbo; zinco
Curtumes
cromo;
fenóis
hidrocarbonetos
halogenados;
Extração/exploração de gás e salinidade
(cloreto
de
petróleo
hidrocarbonetos aromáticos
sódio);

21. Como os aqüíferos se tornam
contaminados?
O movimento da água e o transporte de contaminantes da
superfície terrestre para os aqüíferos pode, em muitos
casos, ser um processo lento. Pode levar anos ou décadas
para que o impacto de um episódio de poluição por um
contaminante persistente se torne evidente nas captações
de água, especialmente naquelas que extraem água de
profundidades maiores. Esse fator pode ser um valioso
benefício e, ao mesmo tempo, motivo de séria
preocupação, pois:
•dá tempo para a decomposição dos contaminantes
degradáveis
•pode levar a uma atitude complacente com respeito à
probabilidade de penetração dos contaminantes
persistentes.

22. Como avaliar o perigo de contaminação
da água subterrânea?
A abordagem mais lógica ao perigo de contaminação da
água subterrânea é considerá-lo como a interação
entre:
• a vulnerabilidade do aqüífero à contaminação,
conseqüência das características naturais dos estratos
que o separam da superfície da terra
• a carga contaminante que é, será ou pode ser aplicada
no meio como resultado da atividade humana.

23. Ao adotar tal esquema, pode-se ter alta vulnerabilidade
mas nenhum perigo de poluição, por causa da ausência
de carga contaminante significativa, e vice-versa. Na
prática, as duas condições são perfeitamente
compatíveis. Além disso, a carga contaminante pode
ser controlada ou modificada, mas a vulnerabilidade
do aqüífero é essencialmente determinada pelo
contexto hidrogeológico natural.

24. Vulnerabilidade
A
expressão “vulnerabilidade do aqüífero à
contaminação” busca representar a sensibilidade de
um aqüífero aos efeitos adversos de uma carga
contaminante a ele imposta

25. Importância de comparar a
vulnerabilidade dos aqüíferos à contaminação

26. Vulnerabilidade
A vulnerabilidade do aqüífero à contaminação pode ser
mapeada. Nos mapas, podem-se sobrepor os
resultados dos levantamentos da possível carga
contaminante, a fim de facilitar a avaliação dos perigos
de contaminação da água subterrânea. A expressão
“perigo de contaminação de aqüífero” designa a
probabilidade de que a água subterrânea venha a
apresentar concentrações de contaminantes superiores
ao valor estabelecido pela OMS para a qualidade da
água potável.

27. Mapa de vulnerabilidade de aquíferos
Estado de São Paulo
(Hirata et al 1997)

28. O que é necessário para proteger a
água subterrânea da contaminação?
Para proteger os aqüíferos contra a contaminação é
necessário restringir – tanto no presente como no
futuro — o uso do solo, a emissão de efluentes e as
práticas de despejo de resíduos. É possível manejar o
solo visando exclusivamente a proteção da água
subterrânea. Há inclusive alguns casos isolados na
Europa de companhias de abastecimento de água que
adquirem a propriedade de áreas inteiras de recargas
com o principal objetivo de prevenir a contaminação
patogênica (microbiológica) das águas subterrâneas.

29. Avaliação do perigo de
contaminação da água subterrânea
FOCO NA PROTEÇÃO DO AQÜÍFERO
Órgãos Nacionais e Regionais de Regulamentação Ambiental e de Recursos Hídricos
Estimativa da Importância Socioeconômica do Recurso Hídrico Subterrâneo
Mapeamento da Vulnerabilidade do Aqüífero à Contaminação
Identificação das Principais Fontes Potenciais de Poluição da Água Subterrânea
Avaliação Geral do Perigo de Contaminação do Aqüífero
PRINCIPAIS APLICAÇÕES
Planejamento Primário/Desenvolvimento de Políticas Públicas e Grupos
Interessados/Conscientização da População

30. Proteção da qualidade dos aqüíferos
frente a contaminação
FOCO NA PROTEÇÃO DE POÇOS E NASCENTES
Órgãos Nacionais e Regionais de Regulamentação Ambiental e de Recursos Hídricos
Perímetro de proteção de poços (Integridade sanitária do poço)
Avaliação da Vulnerabilidade do Aqüífero à Contaminação
Avaliação de Fontes Potenciais de Poluição em detalhe
Avaliação do perigo de poluição de poços e mananciais
Estratégia de monitoramento e medidas de controle do perigo de contaminação
PRINCIPAIS APLICAÇÕES
Proteção de fontes de água e planejamento/controle de uso do solo

31. Zonas
É preciso estabelecer zonas simples e robustas (com base
na vulnerabilidade do aqüífero à contaminação e nos
perímetros de proteção da captação), com matrizes
que indiquem quais atividades são possíveis e onde
elas representam um perigo aceitável para a água
subterrânea.

32. Conceito de áreas de proteção
de captação subterrânea e as
restrições ao uso do solo

33. Art. 20 - Para os fins deste Decreto, as áreas de proteção
classificam-se em:
I - Área de Proteção Máxima: compreendendo, no todo ou em
parte, zonas de recarga de aqüíferos altamente vulneráveis
à poluição e que se constituam em depósitos de águas
essenciais para abastecimento público;
II - Área de Restrição e Controle: caracterizada pela
necessidade de disciplina das extrações, controle máximo
das fontes poluidoras já implantadas e restrição a novas
atividades potencialmente poluidoras; e
III - Área de Proteção de Poços e Outras Captações: incluindo
a distância mínima entre poços e outras captações e o
respectivo perímetro de proteção.
Decreto 32.955/91

34. Quais as ações de prevenção nos
empreendimentos com
potencial de poluição?

35. Os impactos causados pela ocupação
desordenada do terreno nos recursos hídricos
Super-exploração dos recursos, causando um
desbalanço entre a disponibilidade e a demanda,
gera:
i) restrição no desenvolvimento sócio-econômico,
pela carência do recurso e pela elevação do custo
da água;
ii) problemas na qualidade das águas (intrusão
salina ou recarga induzida de aqüífero
contaminado).

36. Os impactos causados pela ocupação
desordenada do terreno nos recursos hídricos
Contaminação dos recursos, limitando a oferta de água e
encarecendo a sua utilização (necessidade de melhores e
mais caros processos de potabilização das águas), causa
problemas de saúde humana e ambiental.
A redução da produtividade aquífera, associada à superexploração do recurso hídrico subterrâneo, vai causar o
abandono de poços e a não exploração dos aquíferos.

37. AQUÍFERO
contaminação
herdada
fontes potenciais
fontes
futuras
?
priorização de
estudos para
remediação
priorização para
estudos de
detalhe
compatibilização
de novas
atividades
Ricardo Hirata

38. Superexplotação
Quando a extração de água subterrânea ultrapassa a recarga
natural, por longos períodos de tempo, os aqüíferos sofrem
depleção e o lençol freático começa a baixar. Nessa
situação, os seguintes problemas são ocasionados:
• poços rasos, usados para abastecimentos locais e irrigações,
secam;
• poços de produção têm que ser perfurados a profundidades
cada vez maiores, despendendo mais energia para
bombeamento;
• aqüíferos litorâneos podem sofrer contaminação por
intrusão da água do mar; e
• compactação gradual do subsolo, provocando subsidência
de terrenos.

39. Interferência dos cones de rebaixamento e evolução da
profundidade do nível da água em função do bombeamento
contínuo e simultâneo de muitos poços
Sem bombeamento
Bombeamento intensivo
Com bombeamento controlado

40. Subsidência
Na Cidade do México, o bombeamento excessivo causou
sérias subsidências de terreno que desceu de 8 a 9 metros,
durante o século passado.
Hoje, apesar da subsidência ter diminuído devido ao controle
da extração, muitos danos foram causados a edifícios,
estradas e à rede de abastecimento d’água e esgotamento
sanitário da cidade. No Estado de São Paulo é conhecida a
subsidência ocorrida na cidade de Cajamar. No Estado do
Rio de Janeiro são conhecidos casos em Petrópolis e
Cordeiro.
Dependendo da gravidade do impacto, o aqüífero poderá até
ser abandonado enquanto fonte de abastecimento d’água.
A solução mais eficaz e menos onerosa é o estabelecimento
de um programa de proteção das águas subterrâneas.

41. As fotos a seguir ilustram algumas conseqüências
econômicas do caso de Cajamar, onde dezenas de
casas foram destruídas ou condenadas.
(Proin/Capes & Unesp/IGCE, 1999)

42. Intrusão salina e efeitos do bombeamento
de poços em áreas costeiras
Em aqüíferos litorâneos, a água subterrânea flui
naturalmente no sentido do mar, local de descarga do
aqüífero. A água do mar, por ser salina, apresenta
maior densidade e tende a ficar abaixo da água
subterrânea, formando uma interface em equilíbrio
denominada de cunha salina. Quando se explora água
subterrânea de forma intensiva, esta condição de
equilíbrio é perturbada pelo bombeamento excessivo,
provocando a intrusão salina no aqüífero e
comprometendo a reserva de água doce subterrânea.

43. Intrusão Salina
geocities.ws

44. Intrusão Salina
A figura abaixo mostra a relação entre água doce e água
salgada em um aqüífero costeiro livre onde se encontra
representada a posição da cunha salina, o nível freático
original e a “zona de mistura” ou transição da região de
água doce para água salgada.

45. Intrusão Salina
Se a água salgada abaixo dos poços corresponde a uma
cunha salina, o bombeamento pode provocar uma
elevação da interface água doce e água salgada de
maneira, acarretando um acúmulo de sais nesse ponto,
produzindo, com facilidade, a subida de água salgada
com a conseqüente contaminação daquele poço.

46. Bibliografia
 Proteção Da Qualidade Da Água Subterrânea: Um Guia Para Empresas
De Abastecimento De Água, Órgãos Municipais E Agências
Ambientais, 2006. Banco Internacional De Reconstrução E
Desenvolvimento/Banco Mundial
 Iritani, Mara Akie; Ezaki, Sibele As Águas Subterrâneas Do Estado De
São Paulo/Mara Akie Iritani, Sibele Ezaki. – São Paulo : Secretaria De
Estado Do Meio Ambiente - Sma, 2008.
 Águas Subterrâneas: Um Recurso Que Requer Proteção Dr. Ricardo
Hirata Instituto De Geociências. Aula USP
 Http://Www.Geocities.Ws/Cesol999/Aquiferocosteiro.Htm